第1章操作系统《操作系统概论》习题

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1、1.1什么是操作系统1.2多道程序设计的概念1.3操作系统的功能和主要特征1.4操作系统的结构1.5操作系统的分类1.6小结习题关于操作系统，至今尚无严格统一的定义。对操作系统的定义有各种说法，人们从不同的角度，用不同的观点揭示了操作系统的本质特征。为了更好地理解操作系统，我们来分析一下，操作系统“是什么”，它“能做什么”。1.1什么是操作系统1.1.1操作系统作为最基本的系统软件1.计算机系统资源一个计算机系统由两部分构成：系统硬件和系统软件。系统硬件是指构成计算机系统所必须配置的全部设备。现代计

2、算机系统一般都包含一个或多个处理器、内存、磁盘、光盘、打印机、时钟、鼠标、键盘、显示器、网络接口以及其它输入输出设备。计算机系统硬件构成了计算机本身和用户作业赖以活动的物质基础。通常，我们把计算机系统中所配置的硬件称为硬件资源。只有系统硬件而无系统软件的计算机称为裸机。用户直接使用裸机不仅不方便，而且将严重降低系统效率。系统软件是一个计算机系统必须配置的程序和数据的集合。它们是专门为计算机系统所配置的，例如操作系统、各种语言处理程序(汇编程序、编译程序等)、编辑程序、连接装配程序、系统实用程序以及

3、系统维护程序等，这些都可算是系统软件，但是最为重要、最为基本的系统软件便是我们所要讲的操作系统了。　　由此可见，操作系统本身是计算机系统软件中的重要组成部分，而其物质基础是系统硬件。系统硬件和系统软件统称为计算机系统资源。2.计算机系统的层次结构一个计算机系统可以看成是由硬件和软件按层次结构组成的系统，如图1.1所示。　　从图1.1可以看出，整个计算机系统由四层构成，其中每一层代表一组功能并提供相应的接口。所谓接口，就是掩盖该层内部功能的实现细节，向外部提供一些使用的约定。　　硬件层(即裸机)

4、包含一个具有一组指令系统的处理器、可供访问的存储器以及系统的I/O结构，它是操作系统设计和工作的基础。图1.1计算机系统的层次结构操作系统层是硬件层的第一次扩充，在这一层上实现了操作系统的全部功能，并提供了相应的接口。语言处理程序层包括各种程序设计语言的编译程序以及诸如文本编辑程序、动态调试程序等实用性程序。语言处理程序层是操作系统层的扩充，而应用程序层是语言处理程序层的进一步扩充。用户可以使用各种程序设计语言，在操作系统的支持下，编写并运行满足用户需要的各种应用程序。1.1.2操作系统作为资源管理

5、器上面我们谈到，一个计算机系统的资源分为硬件资源和软件资源。操作系统的任务就是如何管理这些资源，使系统资源得到充分有效的利用，并且在相互竞争的作业或程序之间有序地控制系统资源的分配，从而实现对计算机系统工作流程的控制。操作系统作为计算机系统中的资源管理器的观点是目前人们对操作系统认识的一种主要观点。在这种观点之下，操作系统的首要任务是要跟踪资源的使用状况，满足用户程序对资源的请求，提高系统资源利用率，协调各程序对资源的使用冲突。具体地说，资源管理器的作用是：(1)跟踪资源状态。时刻保持系统资源分配

6、的全局信息，掌握系统资源的种类和数量、已分配和未分配的情况。(2)分配资源。处理对资源的使用请求，协调请求中的冲突，确定资源分配算法。当有多个用户争用某个资源时，进行裁决。同时，根据资源分配的条件、原则和环境决定是立即分配还是暂缓分配。(3)回收资源。用户程序在资源使用完了之后要释放资源。此时，资源管理器应及时回收资源，以便下次重新分配。(4)保护资源。资源管理器负责对资源进行保护，防止资源被有意或无意地破坏。　　系统资源的使用方法和管理策略决定了操作系统的规模、类型、功能与实现，基于这一点，就可

7、以把操作系统看成是由一组资源管理器(即资源管理程序)所组成的。　　计算机系统中的软、硬件资源数量庞大、种类繁多，因此有必要对资源进行抽象研究，找出各种资源的共性，用“资源”这一统一的概念研究资源的使用方法和管理策略，以便寻求一种资源管理的普遍原则和系统方法。采用资源管理器的观点，人们将计算机系统资源划分为四大类：处理机、存储器、I/O设备和信息(程序和数据)。针对这四大类资源，可以为操作系统建立相应的四类管理器：处理机管理、存储管理、设备管理和信息管理(通常指文件系统)。目前，多数操作系统教材的内

8、容也是按这四个方面来组织的。1.1.3操作系统作为虚拟机在一个计算机系统的四个层次组成中，最低层是硬件。对多数计算机而言，在机器语言一级的体系结构(包括指令系统、存储组织、I/O和总线结构)上编程是相当困难的，尤其是输入输出操作。　　为了让用户和程序员在使用计算机时不涉及硬件细节，使硬件细节和程序员隔离开来，需要建立一种简单的高度抽象。这种抽象就是为用户提供一台等价的扩展计算机，这样的计算机称为虚拟计算机，简称虚拟机。操作系统作为虚拟机为用户使用计算机提供了方便，用